כמות הדרישה לאנרגיה חשמלית גדלה במהירות עם גידול האוכלוסייה והתפתחות הטכנולוגיה. ישנן דרכים ל הפקת אנרגיה חשמלית באמצעות מקורות אנרגיה מתחדשים ולא מתחדשים. יתרונות מרובים של אנרגיה סולארית הם הגורמים המרכזיים העומדים מאחורי השימוש באנרגיה סולארית למטרות שונות. ניתן להשתמש בו לייצור חשמל בעזרת פאנלים סולאריים ולאחסון האנרגיה החשמלית על ידי טעינת הסוללות או הזנתם לעומסים. טכנולוגיית מעקב כוח מקסימאלית (MPPT) היא שיטה יעילה ביותר בקרב בקרי טעינה סולאריים שונים כגון בקרות שלב אחד או שניים פשוטות, בקרת PWM ובקר טעינה MPPT.
בקר מטען סולארי
מהו בקר טעינה סולארי
שקול בעיקר בקר טעינה סולארי שאינו MPPT ואל תתבלבל עם מעקב אחר שמש ופנל סולארי. ה מעקב אחר פאנל סולארי משמש למעקב אחר השמש על ידי הרכבת הפאנל הסולארי על לוח מוטורי כך שניתן להשתמש באנרגיה סולארית מרבית במהלך היום. על ידי שימוש במערכת זו של פנל סולארי למעקב, אנו יכולים להגדיל את התפוקה ב -15% בחורף וב -35% בקיץ. איור המכה מציג את דיאגרמת החסימה של פאנל סולארי שעוקב אחר השמש המורכב מפאנל סולארי דמה, מעגל אספקת חשמל, מיקרו-בקרה לבקרת נהג ULN2003A ומנוע צעד לסיבוב הפאנל הסולארי.
תרשים חסימה של מעקב אחר פאנל סולארי על ידי Edgefxkits.com
דיאגרמת הגוש של בקר מטען סולארי מורכב מבלוקים שונים: פאנל סולארי המייצר חשמל באמצעות אנרגיה סולארית טעינה להפעלה וכיבוי של טעינה מתג עומס לחיבור או ניתוק עומס מחוון למטרות אינדיקציה סוללה לאחסון אנרגיה ומשווה להשוואה וליצירת אותות בקרה . בקר הטעינה לפאנל סולארי נשלט על ידי מנגנון טעינה כדי להגן על הסוללות מפני טעינה, בתנאי עומס ופריקה עמוקה. קבוצה של נוריות LED ירוקות ואדומות משמשת לציון מצב טעון לחלוטין ומצב פריקה תחת או מעל או עמוק, בהתאמה. במקרה של אינדיקציה של נוריות אדומות, מעגל בקר הטעינה הסולארי מורכב מ- MOSFET, המשמש כמתג מוליך למחצה כוח לכיבוי העומס בזמן עומס יתר או מצב סוללה נמוך.
דיאגרמת חסימה של בקר מטען סולארי על ידי Edgefxkits.com
מדוע אנו משתמשים בטכנולוגיית MPPT?
כאן למרות שבקר טעינה סולארי שאינו MPPT יכול להקל על ההגנה על סוללות מפני תנאי טעינה לא רצויים, אך הוא אינו מסוגל להגביר את יעילות המערכת. בדרך כלל לוחות PV בנויים עבור 12 וולט ומשמשים להנחת תפוקה בטווח של 16 עד 18 וולט. אך הערך האמיתי של סוללות 12V הוא בטווח של 10.5 עד 12.7V בהתבסס על מצב הטעינה. קחו פנל סולארי מדורג 130 וואט במתח ובזרם מסוים, נניח שהדירוג הנוכחי הוא 7.39 אמפר ב 17.6 וולט.
השוואה בין טכנולוגיה קונבנציונאלית לבין MPPT
אם נחבר פאנל סולארי זה של 130 וואט לסוללה באמצעות בקר טעינה סולארי שאינו MPPT, נוכל לקבל הספק השווה לתוצר הזרם של הפאנל הסולארי: 7.4 אמפר ומתח הסוללה: 12 וולט, והוא בערך 88.8 וואט. לפיכך, אנו מקבלים ירידה של 41 וואט (130-88.8 = 41.2 בערך), זאת בשל התאמה לקויה בין הפאנל הסולארי לסוללה. לכן, אם אנו משתמשים בבקר טעינה סולארי MPPT, אנו יכולים להגדיל את רווח ההספק ב -20 עד 45%, אך בעיקר עלינו לדעת על טכנולוגיית MPPT, המשמשת בבקר הטעינה של הפאנל הסולארי.
בקר טעינה סולארי MPPT
טכנולוגיית MPPT היא בדרך כלל מעקב אלקטרוני דיגיטלי העוקב אחר ומשווה את מתח הסוללה למתח הפאנל הסולארי כך שניתן להבין את ההספק הטוב ביותר בו ניתן לטעון את הסוללה באמצעות פנל סולארי. שימו לב כי בזמן טעינת הסוללה אמפר נחשב. לכן, כדי להכניס אמפר מרבי לסוללה, המתח המושווה מומר למתח הטוב ביותר שלו באמצעות טכנולוגיית MPPT מודרנית עם יעילות המרה של 93 עד 97%.
עבודה של בקר טעינה סולארי MPPT
מתח הפאנל הסולארי 17.6V ב 7.6A מומר על ידי MPPT כדי להתאים לסוללת 12V. לפיכך, הסוללה מקבלת 12 וולט ב- 10.8A מה שהופך את ההספק הכולל לכמעט 130W. לטעינת הסוללה מתח גבוה עוזר להכניס את הזרם פנימה. למעשה, הפלט של בקר המטען הסולארי MPPT משתנה ברציפות כדי להכניס אמפר מרבי לסוללה.
נקודת כוח גשש הוא ממיר DC ל DC בתדר גבוה שלוקח קלט DC מהפאנלים הסולאריים, ואז ממיר את ה- DC לזרם AC בתדירות גבוהה ושוב ה- AC יומר בחזרה למתח DC אחר ולזרם כדי להתאים במדויק את סוללות ופנלים. בדרך כלל MPPTs פועלים בתדרים הנעים בין 20-80 קילוהרץ (טווח תדרי שמע גבוה מאוד). לפיכך, ניתן להשתמש בשנאים יעילים מאוד ורכיבים קטנים לתכנון מעגלים בתדר גבוה זה.
עבודה של בקר טעינה סולארי MPPT
MPPTs שאינם דיגיטליים או לינאריים קלים וזולים לבנייה בהשוואה ל- MPPTs הדיגיטליים. עם זאת, תוך שימוש ב- MPPTs הליניאריים, למרות שהיעילות משתפרת מעט, אך היעילות הכוללת משתנה בטווח רחב מאחר ו- MPPTs הליניאריים מאבדים את המעקב שלהם במקרים מסוימים. לדוגמא, אם ענן עובר מעל מעגל ה- MPPT הליניארי, אז למעגל הליניארי לוקח יותר זמן לחפש את הנקודה הטובה ביותר הבאה.
מאפיינים עיקריים של בקר טעינה סולארי MPPT
- בקר מטען סולארי MPPT משמש לתיקון ואיתור וריאציות במאפייני המתח הנוכחי של פאנל סולארי וכפי שמוצג באיור לעיל.
- יש צורך בכל מערכות אנרגיה סולארית הנדרשות להוציא הספק מרבי ממודול ה- PV מכיוון שהוא מכריח את מודול ה- PV לפעול במתח קרוב לנקודת ההספק המקסימלית עם כוח הספק מקסימאלי זמין.
- על ידי שימוש בבקר טעינה סולארי MPPT, אנו יכולים להשתמש בפאנל סולארי עם פלט מתח גדול ממתח ההפעלה של מערכת הסוללה.
- ניתן להפחית את מורכבות המערכת באמצעות בקר מטען סולארי MPPT מכיוון שיש לו יעילות גבוהה.
- ניתן להשתמש בו לשימוש במקורות אנרגיה מרובים כגון טורבינות מים או טורבינות כוח רוח, וכן הלאה. הספק המוצא של הפאנל הסולארי משמש לבקרה ממיר DC-DC בצורה ישירה.
בקר טעינה סולארי MPPT משולב עם מנהל התקן LED
המגמה האחרונה בתאורה ותאורה משתמשת לעתים קרובות נוריות LED בהירות גבוהה בעלי תוחלת חיים ארוכה עם עלות תחזוקה נמוכה ויעילות גבוהה, אך דורשים מניע כוח לשמור על זרם קבוע. ניתן להקל על כך על ידי ממיר עליית DC-DC או ממיר למטה. האיור שלהלן מציג את דיאגרמת החסימה של בקר מטען סולארי משולב למעקב אחר נקודת חשמל ומנהג LED הבנוי על התקני מערכת לתכנות על שבב (PSoC), בקרים, דרייברים, ציוד היקפי אנלוגי ודיגיטלי משמשים למדידה, מיזוג ובקרה של האות. .
בקר טעינה סולארי MPPT משולב עם מנהל התקן LED
טכנולוגיית MPPT גמישה וחזקה בלקיחת מתח וזרם מהפאנל הסולארי כדי לחפש את עוצמת השיא על ידי התאמת אותות הבקרה להפעלת הפאנל הסולארי בעוצמת השיא שלו. אות בקרה שנוצר מה- PSoC משמש להנעה a ממיר באק סינכרוני הממיר את הפאנל הסולארי לטעינה של הסוללה. המערכת רגילה גם כן לשלוט בטעינה של הסוללה לעבד ולהניע נוריות.
אנו מקווים שמאמר זה סיפק תיאור קצר של בקר המטען הסולארי המתקדם המשתמש בטכנולוגיית MPPT. לקבלת מידע נוסף אודות בקרי המטען הסולארי ועבודתם המפורטת, תוכל ליצור איתנו קשר על ידי פרסום השאלות שלך בסעיף ההערות למטה.
נקודות זיכוי:
